TW201326438A - 鍍膜件及其製備方法 - Google Patents
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Abstract
一種表面具有釉瓷質感的鍍膜件，其包括基材，形成於基材表面的透明層、形成於透明層表面的第一顏色層、形成於第一顏色層表面的第一樹脂層、形成於第一樹脂層部分表面的第二顏色層，以及形成於第二顏色層和第一樹脂層表面的第二樹脂層。本發明所述鍍膜件的表面光滑、潤澤，質感如同釉瓷，且該鍍膜件具有較高的強度。此外，本發明還提供一種所述鍍膜件的製備方法。
Description
本發明涉及一種鍍膜件及其製備方法，尤其涉及一種表面呈釉瓷質感的鍍膜件及其製備方法。
釉瓷一般係在矽酸鹽的坯體表面施釉二次燒結而成，釉瓷使得陶瓷表面光滑細膩，潤澤如玉。然而陶瓷製品本身具有輕脆易碎的特點，極易破碎損壞。
習知的採用物理氣相沉積技術(PVD)在金屬表面的製備的各種膜層通常呈現金屬質感，較難製備出具有釉瓷質感的PVD膜層。
有鑒於此，有必要提供一種表面呈現釉瓷質感的鍍膜件。
另外，還有必要提供一種上述鍍膜件的製備方法。
一種鍍膜件，其包括基材、形成於基材表面的透明層、形成於透明層表面的第一顏色層、形成於第一顏色層表面的第一樹脂層、形成於第一樹脂層部分表面的第二顏色層，以及形成於第二顏色層和第一樹脂層表面的第二樹脂層；該透明層為氮氧化鋁或氮氧化矽層，該第一顏色層和第二顏色層為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物，該第一樹脂層和第二樹脂層均為透明的樹脂層。
一種鍍膜件的製備方法，其包括如下步驟：
提供基材；
在該基材的表面形成透明層，該透明層為氮氧化鋁或氮氧化矽層；
在該透明層的表面形成第一顏色層，該第一顏色層為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物；
在該第一顏色層的表面形成第一樹脂層，該第一樹脂層為透明的樹脂層；
採用曝光顯影技術或者膠帶遮蔽的方式，在第一樹脂層的表面形成遮蔽區；
在形成有遮蔽區的第一樹脂層的表面形成一第二顏色層，形成第二顏色層的方法與形成第一顏色層的方法相同，第二顏色層為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物；
去除遮蔽區上的膠帶或遮蔽油墨；
在第二顏色層的表面和第一樹脂層未被第二顏色覆蓋的表面噴塗一第二樹脂層，該第二樹脂層為透明的樹脂層。
本發明在基材的表面依次形成透明層、第一顏色層、透明的第一樹脂層、第二顏色層及透明的第二樹脂層，藉由該五層的綜合作用，不僅使所述鍍膜件的表面光滑、潤澤，呈現釉瓷般的質感；還可使鍍膜件的表面呈現出美觀的圖案效果。此外，該鍍膜件具有較高的強度，不像陶瓷製品輕脆易碎；且該鍍膜件的膜層附著牢固。
請參閱圖1，本發明一較佳實施方式的鍍膜件10包括基材11、形成於基材11表面的打底層12、形成於打底層12表面的透明層13、形成於透明層13表面的第一顏色層14、形成於第一顏色層14表面的第一樹脂層15、形成於第一樹脂層15部分表面的第二顏色層16以及形成於第二顏色層16和第一樹脂層15表面的第二樹脂層17。
該基材11的材質優選為不銹鋼、鋁合金或鎂合金，但不限於上述材質。
該打底層12為矽層或鋁層，其厚度為50-200nm。打底層12用以提高基材11與透明層13之間的結合力。
該透明層13為氮氧化鋁或氮氧化矽層，其厚度為600-800nm。該透明層13為經拋光處理過的，其可提高形成於其表面的第一顏色層14的光澤度。
該第一顏色層14為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物。該第一顏色層14的顏色可為黑色、銀色、金色、藍色等顏色。該第一顏色層14的厚度為500-800nm。
該第一樹脂層15為透明、高光的樹脂層，其主要組份為聚乙烯樹脂，其厚度為3-5μm。
該第二顏色層16可為不連續的，且第二顏色層16形成一定的圖案效果。該第二顏色層16為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物。該第二顏色層16的材質可與第一顏色層14的相同或不同，其顏色亦可與第一顏色層14的相同或不同。該第二顏色層16的厚度為500-800nm。
該第二樹脂層17形成於第二顏色層16的表面和第一樹脂層15未被第二顏色層16遮蔽的表面。該第二樹脂層17的材質與第一樹脂層15的相同。該第二樹脂層17的厚度為3-5μm。該第二樹脂層17不僅可作為最外部的保護層，還因其具有低的表面能起到抗指紋的功效。
該鍍膜件10的表面光滑、潤澤，質感如同釉瓷，不僅顏色鮮豔，且呈現出美觀的圖案效果。此外，該鍍膜件10還具有較高的強度，不像陶瓷製品輕脆易碎。該鍍膜件10可作為手機、MP3等電子裝置的外殼。
請參閱圖2，提供一真空鍍膜機20，該真空鍍膜機20包括一鍍膜室21及連接於鍍膜室21的一真空泵30，真空泵30用以對鍍膜室21抽真空。該鍍膜室21內設有轉架(未圖示)、第一靶材23和第二靶材24。轉架帶動基材11沿圓形的軌跡25公轉，且基材11在沿軌跡25公轉時亦自轉。第一靶材23的材質可為鋁或矽，第二靶材24的材質可為鋁、鋅、鈦或鉻。
本發明一較佳實施方式的鍍膜件10的製備方法，其包括如下步驟：
(1)提供基材11，該基材11的材質優選為不銹鋼、鋁合金或鎂合金，但不限於上述材質。
(2)對該基材11進行表面預處理。該表面預處理可包括常規的對基材11進行無水乙醇超聲波清洗及烘乾等步驟。
(3)在該基材11的表面形成打底層12，該打底層12為矽層或鋁層。將該基材11放入真空鍍膜機20的轉架上，關閉鍍膜室21，對鍍膜室21進行抽真空至3.0×10-5Torr，控制基材11的溫度為20-200℃，開啟第一靶材23，設置第一靶材23的功率為5-8Kw，通入工作氣體氬氣，氬氣的流量為100-300標況毫升/分(sccm)，對基材11施加的偏壓為(-100)-(-300)V，鍍膜時間為10-30min。該打底層12的厚度為50-200nm。
(4)繼續在打底層12的表面形成透明層13，該透明層13為氮氧化鋁或氮氧化矽層。繼續使用第一靶材23，保持第一靶材23的功率、基材11的偏壓、氬氣流量不變，並同時向鍍膜室21內通入反應氣體氧氣和氮氣，氧氣的流量為50-200sccm，氮氣的流量為80-300sccm，鍍膜時間為15-35min。該透明層13的厚度為600-800nm。
(5)關閉第一靶材23，關閉氣體，破真空取出樣品，對表面鍍覆有打底層12和透明層13的基材11進行拋光處理、超聲波清洗、烘乾等步驟。拋光處理後的透明層可提高後續鍍覆於其表面的第一顏色14層的光澤度。
(6)繼續在拋光後的透明層13的表面形成第一顏色層14，該第一顏色層14可為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物。該第一顏色層14的顏色可為黑色、銀色、金色、藍色等顏色。將該基材11放入真空鍍膜機20的轉架上，關閉鍍膜室21，對鍍膜室21進行抽真空至3.0×10-5Torr，控制基材11的溫度為20-200℃，開啟第二靶材24，設置第二靶材24的功率為8-10Kw，通入工作氣體氬氣，氬氣的流量為100-300sccm，通入反應氣體，反應氣體可為乙炔、氮氣、和氧氣中的一種或一種以上，反應氣體的流量可根據顏色的需要進行調整，對基材11施加的偏壓為(-100)-(-300)V，鍍膜時間為30-45min。該第一顏色層14的厚度為500-800nm。
(7)關閉第一靶材23，關閉氣體，破真空取出樣品，在第一顏色層14的表面噴塗第一樹脂層15。該第一樹脂層15為聚乙烯樹脂層，其厚度為3-5μm。
(8)採用曝光顯影技術或者膠帶遮蔽的方式，在第一樹脂層15的表面形成遮蔽區。
(9)在形成有遮蔽區的第一樹脂層15的表面形成第二顏色層16，方法參上述步驟(6)。該第二顏色層16為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物。該第二顏色層16的材質可與第一顏色層14的相同或不同。由於濺鍍第二顏色層16的過程中，濺射粒子會轟擊到第一樹脂層15使其軟化，因此濺鍍完第二顏色層16後，產品需在空氣中放置若干小時，以使第一樹脂層15固化。
(10)去除遮蔽區上的膠帶或遮蔽油墨。
(11)利用鐳射雕刻技術將多餘的第二顏色層16去除，以進一步形成精細的LOGO圖案。由於步驟(8)中遮蔽不能保證精度，所以需採用鐳射雕刻技術保證LOGO圖案的精度。
(12)參照步驟(7)在第一樹脂層15和第二顏色層16的表面噴塗一第二樹脂層17。該第二樹脂層17的材質與第一樹脂層15的相同。
本發明在基材11的表面依次形成拋光的透明層13、第一顏色層14、透明的第一樹脂層15、第二顏色層16及透明的第二樹脂層17，藉由該五層的綜合作用，不僅使所述鍍膜件10的表面光滑、潤澤，呈現釉瓷般的質感；還可使鍍膜件10的表面呈現出美觀的圖案效果。此外，該鍍膜件10具有較高的強度，不像陶瓷製品輕脆易碎；且該鍍膜件10的膜層附著牢固。
下面藉由實施例來對本發明進行具體說明。
實施例1
本實施例所使用的真空鍍膜機20為中頻磁控濺射鍍膜機。
本實施例所使用的基材11的材質為鋁合金。
濺鍍打底層12：使用鋁靶，鋁靶的功率為8kw，氬氣流量為200sccm，基材11的偏壓為-100V，基材11的的溫度為100℃，鍍膜時間為10min；該打底層12為鋁層，其厚度為65nm。
濺鍍透明層13：繼續使用鋁靶，保持鋁靶的功率、氬氣流量、施加於基材的偏壓、基材11的的溫度不變，通入反應氣體氧氣和氮氣，氧氣的流量為50sccm，氮氣的流量為80sccm，鍍膜時間為35min；該透明層13為氮氧化鋁層，其厚度為600nm。
關閉鋁靶，關閉氣體，破真空取出樣品，對表面鍍覆有透明層13的基材11進行手拋處理使透明層13表面變得光亮，然後進行超聲波清洗、烘乾等步驟。
濺鍍第一顏色層14：使用鈦靶，鈦靶的功率為10kw，氬氣流量為300sccm，基材11的偏壓為-100V，基材11的的溫度為100℃，通入反應氣體氮氣，反應氣體氮氣的流量為100sccm，鍍膜時間為30min；該第一顏色層14為氮化鈦層，其厚度為750nm。
噴塗第一樹脂層15：噴塗聚乙烯樹脂於第一顏色層14表面，第一樹脂層15的厚度為3μm。
採用曝光顯影技術，在第一樹脂層15的表面形成遮蔽油墨區。
濺鍍第二顏色層16：方法參濺鍍第一顏色層14的步驟，鍍膜時間為30min；該第二顏色層16也為氮化鈦層，其厚度為750nm。
去除遮蔽油墨，並利用鐳射雕刻技術將多餘的第二顏色層16雕掉，以進一步形成精細的LOGO圖案。
噴塗第二樹脂層17：方法參噴塗第一樹脂層15的步驟，該第二樹脂層17的厚度為3μm。該第二樹脂層17的材質與第一樹脂層15的相同。
實施例2
本實施例所使用的真空鍍膜機20為中頻磁控濺射鍍膜機。
本實施例所使用的基材11的材質為不銹鋼。
濺鍍打底層12：使用矽靶，矽靶的功率為5kw，氬氣流量為200sccm，基材11的偏壓為-100V，基材11的的溫度為100℃，鍍膜時間為25min；該打底層12為矽層，其厚度為80nm。
濺鍍透明層13：繼續使用矽靶，保持矽靶的功率、氬氣流量、施加於基材的偏壓、基材11的的溫度不變，通入反應氣體氧氣和氮氣，氧氣的流量為50sccm，氮氣的流量為80sccm，鍍膜時間為35min；該透明層13為氮氧化矽層，其厚度為600nm。
關閉矽靶，關閉氣體，破真空取出樣品，對表面鍍覆有打底層12和透明層13的基材11進行手拋處理使透明層13表面變得光亮，然後進行超聲波清洗、烘乾等步驟。
濺鍍第一顏色層14：使用鉻靶，鉻靶的功率為10kw，氬氣流量為300sccm，基材11的偏壓為-100V，基材11的的溫度為100℃，通入反應氣體氮氣，反應氣體氮氣的流量為100sccm，鍍膜時間為30min；該第一顏色層14為氮化鉻層，其厚度為750nm。
噴塗第一樹脂層15：噴塗聚乙烯樹脂於第一顏色層14表面，第一樹脂層15的厚度為3μm。
採用膠帶遮蔽法，在第一樹脂層15的表面形成遮蔽膠帶區。
濺鍍第二顏色層16：方法參濺鍍第一顏色層14的步驟，鍍膜時間為30min；該第二顏色層16為氮化鉻層，其厚度為750nm。
去除遮蔽膠帶，並利用鐳射雕刻技術將多餘的第二顏色層16雕掉，以進一步形成精細的LOGO圖案。
噴塗第二樹脂層17：方法參噴塗第一樹脂層15的步驟，該第二樹脂層17的厚度為3μm。該第二樹脂層17的材質與第一樹脂層15的相同。
本發明在基材11的表面依次形成拋光的透明層13、第一顏色層14、透明的第一樹脂層15、第二顏色層16及透明的第二樹脂層17，藉由該五層的綜合作用，不僅使所述鍍膜件10的表面光滑、潤澤，呈現釉瓷般的質感；還可使鍍膜件10的表面呈現出美觀的圖案效果。此外，該鍍膜件10具有較高的強度，不像陶瓷製品輕脆易碎；且該鍍膜件10的膜層附著牢固。
10．．．鍍膜件
11．．．基材
12．．．打底層
13．．．透明層
14．．．第一顏色層
15．．．第一樹脂層
16．．．第二顏色層
17．．．第二樹脂層
20．．．真空鍍膜機
21．．．鍍膜室
23．．．第一靶材
24．．．第二靶材
25．．．軌跡
30．．．真空泵
圖1為本發明一較佳實施例的鍍膜件的剖視圖；
圖2為本發明一較佳實施例真空鍍膜機的俯視示意圖。
10．．．鍍膜件
11．．．基材
12．．．打底層
13．．．透明層
14．．．第一顏色層
15．．．第一樹脂層
16．．．第二顏色層
17．．．第二樹脂層
Claims (16)
- 一種鍍膜件，其包括基材，其改良在於：該鍍膜件還包括形成於基材表面的透明層、形成於透明層表面的第一顏色層、形成於第一顏色層表面的第一樹脂層、形成於第一樹脂層部分表面的第二顏色層，以及形成於第二顏色層和第一樹脂層表面的第二樹脂層；該透明層為氮氧化鋁或氮氧化矽層，該第一顏色層和第二顏色層為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物，該第一樹脂層和第二樹脂層均為透明的樹脂層。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍膜件，其中該第一樹脂層和第二樹脂層均為聚乙烯樹脂層。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍膜件，其中該透明層為經拋光處理過的，該透明層的厚度為600-800nm。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍膜件，其中該第一顏色層的厚度為500-800nm。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍膜件，其中該第一樹脂層的厚度為3-5μm。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍膜件，其中第二顏色層的厚度為500-800nm。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍膜件，其中第二樹脂層的厚度為3-5μm。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍膜件，其中該基材的材質為不銹鋼、鋁合金或鎂合金。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍膜件，其中該鍍膜件還包括形成於基材與透明層之間的打底層。
- 如申請專利範圍第9項所述之鍍膜件，其中該打底層為矽層或鋁層，打底層的厚度為50-200nm。
- 一種鍍膜件的製備方法，其包括如下步驟：
提供基材；
在該基材的表面形成透明層，該透明層為氮氧化鋁或氮氧化矽層；
在該透明層的表面形成第一顏色層，該第一顏色層為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物；
在該第一顏色層的表面形成第一樹脂層，該第一樹脂層為透明的樹脂層；
採用曝光顯影技術或者膠帶遮蔽的方式，在第一樹脂層的表面形成遮蔽區；
在形成有遮蔽區的第一樹脂層的表面形成一第二顏色層，形成第二顏色層的方法與形成第一顏色層的方法相同，第二顏色層為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物；
去除遮蔽區上的膠帶或遮蔽油墨；
在第二顏色層的表面和第一樹脂層未被第二顏色覆蓋的表面噴塗一第二樹脂層，該第二樹脂層為透明的樹脂層。 - 如申請專利範圍第11項所述之鍍膜件的製備方法，其中形成所述透明層的方法為：採用磁控濺射法，使用鋁靶或矽靶，控制基材的溫度為20-200℃，設置鋁靶或矽靶的功率為5-8Kw，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為100-300sccm，以氧氣和氮氣為反應氣體，氧氣的流量為50-200sccm，氮氣的流量為80-300sccm，對基材施加的偏壓為(-100)-(-300)V，鍍膜時間為15-35min；然後對濺射形成的膜層進行拋光處理。
- 如申請專利範圍第11項所述之鍍膜件的製備方法，其中形成所述第一顏色層和第二顏色層的方法為：採用磁控濺射法，使用第二靶材，第二靶材為鋁靶、鋅靶、鈦靶或鉻靶，設置第二靶材的功率為8-10Kw，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為100-300sccm，反應氣體為乙炔、氮氣和氧氣中的一種或一種以上，對基材11施加的偏壓為(-100)-(-300)V，鍍膜時間為30-45min。
- 如申請專利範圍第11項所述之鍍膜件的製備方法，其中該方法還包括在形成透明層之前，在基材的表面形成打底層，該打底層設置於與透明層之間。
- 如申請專利範圍第14項所述之鍍膜件的製備方法，其中形成所述打底層的方法為：採用磁控濺射法，使用鋁靶或矽靶，控制基材的溫度為20-200℃，設置鋁靶或矽靶的功率為5-8Kw，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為100-300sccm，對基材施加的偏壓為(-100)-(-300)V，鍍膜時間為10-30min。
- 如申請專利範圍第11項所述之鍍膜件的製備方法，其中該第一樹脂層和第二樹脂層均為聚乙烯樹脂層，且均採用噴塗的方法形成。
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